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吸附法脱除低浓度羰基硫的研究

马慧  
【摘要】:羰基硫(又称氧硫化碳或羰酰硫,Carbonyl Sulfide, COS)是一种无色的有机酸性气体,分子是直线型结构,酸性和极性均弱于H2S。COS广泛存在于天然气、液化石油气、焦炉气、水煤气和半水煤气等工业气体中,由于原料和工艺的不同,含量也不相同。它普遍存在的浓度都很低,但在实际的工业过程中却很难脱除,而且对它的脱除净化率也很有限,要降低工业废气和食品级C02中的总硫含量,脱除低浓度COS,是实现精脱硫的关键。所以本论文的任务是寻找一种吸附剂脱除低浓度的羰基硫。 本论文主要的研究工作从四个方面展开,主要内容如下: 1.碱改性活性炭纤维(ACF)脱除低浓度COS的研究 研究了NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3浸渍改性活性炭纤维脱除COS的性能。考察了改性离子的种类、含量、吸附温度和CO2气氛对ACF脱硫性能的影响。结果表明:ACF在碱改性后,硫容量有很大的提高;其中15%KOH比其他碱改性有更高的硫容量,最佳吸附温度为40℃,原料气中有CO2存在时,吸附剂的脱硫性能下降。 2.聚乙烯亚胺(PEI)改性SBA-15脱除低浓度COS的研究 研究了PEI改性SBA-15脱除COS的性能。考察了PEI含量、吸附温度、吸附剂颗粒大小和原料气的伴生组分CO2对脱硫性能的影响。结果表明:PEI的负载量为50%时,脱除COS效果最好;最佳吸附温度为60℃;吸附剂颗粒为60-80目时脱硫效果最佳。原料气中有CO2时,存在竞争吸附,吸附剂对COS的吸附效果大大降低,吸附过程中包含了物理吸附和化学吸附。推测了PEI/SBA-15脱除COS的机理。 3.过渡金属改性SBA-15脱除低浓度COS的研究 研究了过渡金属Zn、Fe、Co、Ni、Cu和Ag对SBA-15改性脱除COS的性能。结果表明:Ag/SBA-15对COS吸附效果最好。因此考察了Ag负载量、吸附温度、原料气的伴生组分C02对脱硫性能的影响。结果表明:Ag的负载量为40%时,吸附效果最好;最佳吸附温度为40℃;原料气中有CO2时,吸附剂对COS的吸附效果大大降低。 4.吸附剂再生方法的研究 用气体热再生的方法对失活后的吸附剂进行再生,考察了再生后吸附剂的脱硫性能。结果表明:碱改性ACF几乎不能再生,50%wtPEI/SBA-15经再生后吸附效果一般,Ag改性SBA-15再生后对COS吸附效果较差。


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